【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子设备的冷却，尤其涉及两相液冷散热设备，以及制造两相液冷散热设备的方法。
技术介绍
1、使用两相液冷散热设备(heat spreading device，hsd)来冷却电子设备是众所周知的，并在电信业等许多领域使用。最常见的hsd是蒸汽室(vapour chamber，vc)和热管(heat pipe，hp)，通常由铜(cu)或铜钼(cumo)制成，具有插入的芯结构，并填充有水作为工作流体。将水作为工作流体工作，根据成本和冷却能力要求，用于冷却电子设备的应用方案可以包括作为独立设备或插入hs的vc和/或hp。铜具有高导热系数，在一些冷却应用中是一种非常好的材料。另一种常见的材料是铝(al)，导热系数较低，但其成本、重量和力学特性都优于铜。但是，由于铝的腐蚀特性差，因此它不是使用水作为工作流体的两相hsd的常用材料。通常，vc和/或hp广泛用于不同的散热器(heat sink，hs)的组合。在一些情况下，使用石墨hs，但它们非常昂贵，强度和稳定性的机械特性也不是电信设备的最佳选择。vc和hp众所周知且开发完善，因为它们被广泛用于电子冷却领域。它们的主要优点是良好的冷却能力和对应的导热系数(thermal conductivity coefficient，tcc)。虽然vc可以在2d结构中工作，但hp仅限于1d应用。这些方案中的重力依赖性并不关键，因为它们甚至可以克服重力。
2、另一种两相hsd方案是热虹吸管(thermosiphon，ts)。ts不需要任何ws，因为它使用重力在设备周围使液体蒸汽移动，并
3、另一种两相hsd称为脉动热管(pulsating heat pipe，php)或振荡热管(oscillating heat pipe，ohp)，旨在改善传热，可用于将热量从热点分布到更方便将热量释放到周围的地方。php由布置成曲折型弯管中的许多管道组成，这些弯管连接成一个闭环，或布置在开环配置中。为了获得最佳性能，通常热负载施加在php的底部(这也称为重力场景)，冷却发生在php的顶部区域，也称为冷凝器区域。对于无重力场景，在哪一端施加php热量没有影响。这种php的“质量”或表征数通常是从热负载区域到冷凝器区域的导热系数，该系数可以表明热量可以沿着php分布的程度和/或速度。这些特性可以使php用作具有经济效益的hsd，因为它无需使用芯结构。但是，php仍然是一种相对较新的hsd类型，尚未广泛用于电子冷却，也不是适合大规模生产的常见产品。
4、php布置的另一个问题是，为了适当和高效的热分布，需要大量的曲折部分，因为通过php内部的液体脉动，更多的弯管会提供更好和更稳定的操作。还已知，php中的散热沿着通道效果最好，而跨通道的散热效率较低。在一些应用中，横向导热系数与相反或垂直方向的导热系数的差异可达10倍。
5、此外，迄今为止，大多数两相hsd和php应用针对单热源和对称热负荷应用，以获得稳定的运行。但是，在电子冷却实践中，在多个热源和非对称温度条件下经常会发生多源场景。例如，如果多个热源放置在一个印刷电路板(printed circuit board，pcb)上，例如专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)或其它要冷却的电子元件，则从机械公差和多源处理的角度来看，由于不同组件的高度和机械特性不同，使用覆盖所有热负载的公共php变得困难。在这种情况下，在使用vc或php时，为了获得最佳的冷却方法，需要拆分vc或php，并在每个组件的顶部为一个hsd制定单独的方案。这种方案增加了成本和复杂性。
6、还已知，特定hsd(如php)可以在零重力情况下(例如在空间中)工作。但是，在大量应用中，重要的是能够在与重力方向相反的方向上分散热量，或者hsd可以独立于重力或方向工作。这是现有技术尚未解决的重要技术问题。
7、所有上述技术问题都限制了两相hsd在电子冷却领域的更广泛使用，尤其是php的更广泛使用。
技术实现思路
1、因此，现有技术的特征在于本专利技术所解决的几个缺点。本专利技术通过利用本文描述的方法和结构特征，最小化并在一些方面消除了上述故障和其它问题。
2、上述和其它目的通过独立权利要求的特征实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。
3、根据第一方面，提供了一种散热设备，所述散热设备包括热源和平面基板，所述平面基板具有至少部分填充两相工作流体的嵌入的脉动热管。所述平面基板包括：蒸发器部分，与热源热连接；至少一个冷凝器部分，布置成与一些散热装置热连接；所述工作流体，用于当所述蒸发器部分从所述热源接收热量时以脉动方式在所述蒸发器部分与所述冷凝器部分之间移动。所述脉动热管以蛇形图案布置为闭环，所述闭环具有多个平行布置的线形段，所述多个平行布置的线形段由至少一个弯曲段和至少一个环路段连接。所述线形段的至少一部分相对于所述热源的所述垂直轴线成大于零的角度布置，所述垂直轴线平行于局部重力方向。
4、由此得到的设备具有高冷却能力和轻重量，可以低成本制造，并且可以完全或至少部分地克服重力工作，与设备的取向无关，用于通过散热装置将热量从热源扩散到冷凝器部分并进一步远离设备。
5、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述线形段的至少一部分相对于所述热源的所述垂直轴线成锐角(即小于直角)布置，从而使所述工作流体能够沿着倾斜轴线进行脉动运动。这使得设备能够沿着所有主轴线更均匀地扩散热量，与重力或取向无关，从而减少不同轴线之间的导热系数差异，并减少或克服各向异性传导率的问题。这种改进对于由al制成的基板特别必要，因为纯al具有低导热系数(限制为最大210w/mk)。因此，为了能够更接近由cumo制成并配备芯结构的vc设备，需要更均匀的散热。
6、在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述线形段的至少一部分相对于所述热源的所述垂直轴线成直角布置，以使所述工作流体能够沿着水平轴线进行脉动运动，从而增加设备在横向方向上的导热系数。
7、在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述线形段的至少一部分平行于所述热源的所述垂直轴线布置，以使所述工作流体能够沿着所述水平轴线和所述垂直轴线和/或所述倾斜轴线进行脉动运动，从而减小所述垂直轴线与所述水平轴线之间的导热系数差异。
8、在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述平面基板是矩形形状的，所述蒸发器部分布置在中心部分中，所述冷凝器部分中的每个冷凝器部分布置在所述平面基板的周边。这进一步增强了设备表面的导热系数的均匀分布。
9、在第一方面的另一种可能的实现方式中，每个弯曲段布置在平面基板的冷凝器部分处，从而实现高效的散热设备布局。
10、在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述弯曲段的至少一部分布置在所述平面基板的所述蒸发器部分处，所述蒸发器部分与所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于散热的设备，其特征在于，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)中的至少一部分相对于所述热源(1)的所述垂直轴线(101)成锐角布置，从而使所述工作流体(12)能够沿着倾斜轴线(103)进行脉动运动。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)中的至少一部分相对于所述热源(1)的所述垂直轴线(101)成直角布置，从而使所述工作流体(12)能够沿着水平轴线(102)进行脉动运动。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)中的至少一部分平行于所述热源(1)的所述垂直轴线(101)布置，从而使所述工作流体(12)能够沿着所述水平轴线(102)和所述垂直轴线(101)和/或所述倾斜轴线(103)进行脉动运动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括矩形形状的平面基板(2)，所述蒸发器部分(3)布置在所述平面基板(2)的中心部分中，所述至少一个冷凝器部分(4)中的每个冷凝器部分布置在所述
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个弯曲段(8)中的每个弯曲段布置在所述平面基板(2)的冷凝器部分(4)处。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个弯曲段(8)的至少一部分布置在所述平面基板(2)的所述蒸发器部分(3)处，所述蒸发器部分(3)与所述热源(1)热连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)包括平行于第一轴线(104)布置的多个第一线形段(71)和平行于第二轴线(105)布置的多个第二线形段(72)，所述第一轴线(104)和所述第二轴线(105)布置成在同一平面中围成一定的角度，优选地围成直角；
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述全弯管(81)的至少一部分布置为所述平面基板(2)的所述蒸发器部分(3)。
10.一种用于散热的设备，其特征在于，所述设备包括：
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述多个基板(2)中的至少一个是根据权利要求1至9中任一项所述的平面基板(2)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述多个基板(2)中的至少一个布置为冷凝器基板(24)，所述冷凝器基板(24)没有蒸发器部分(3)，也不与任何热源(1)直接热连接。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述冷凝器基板(24)远离任何热源(1)布置在距离任何热源(1)的最小预定义距离处。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的设备，其特征在于，至少一个热源(1)和热连接到相应热源(1)的至少一个蒸发器基板(23)布置在面板(15)的第一侧，至少一个另一基板(2)布置在所述面板(15)的与所述第一侧相对的第二侧上。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，布置在所述面板(15)的第二侧上的至少所述基板(2)由铝或不锈钢等金属制成，并布置成机械支撑所述面板(15)。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的设备，其特征在于，连接所述多个基板(2)的所述中间环路段(10)的至少一部分布置为柔性连接，所述柔性连接适于承受弯曲力、扭转力和拉伸力中的至少一种，而不会泄漏任何工作流体(12)。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的设备，其特征在于，至少两个基板(2)以至少部分垂直重叠的布置布置在不同水平面上，并且至少两个中间环路段(10)布置在弯管中，以连接布置在不同水平面上的两个基板(2)。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的设备，其特征在于，所述多个基板(2)的至少一部分是柔性的，并用于承受弯曲力、扭转力和拉伸力中的至少一种。
19.根据权利要求1至9或10至18中任一项所述的设备，其特征在于，所述脉动热管(6)布置成根据来自所述至少一个热源(1)的热负荷在至少两个状态之间具有可变导热系数。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，可变导热系数是通过提供在所述脉动热管(6)内的所述工作流体(12)上施加的可变压力实现的。
21.根据权利要求19或20所述的设备，其特征在于，可变导热系数是通过在蒸发器部分(3)与冷凝器部分(4)之间提供具有预定义导热系数的材料实现的。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括至少一个散热器(51)，所述至...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于散热的设备，其特征在于，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)中的至少一部分相对于所述热源(1)的所述垂直轴线(101)成锐角布置，从而使所述工作流体(12)能够沿着倾斜轴线(103)进行脉动运动。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)中的至少一部分相对于所述热源(1)的所述垂直轴线(101)成直角布置，从而使所述工作流体(12)能够沿着水平轴线(102)进行脉动运动。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)中的至少一部分平行于所述热源(1)的所述垂直轴线(101)布置，从而使所述工作流体(12)能够沿着所述水平轴线(102)和所述垂直轴线(101)和/或所述倾斜轴线(103)进行脉动运动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括矩形形状的平面基板(2)，所述蒸发器部分(3)布置在所述平面基板(2)的中心部分中，所述至少一个冷凝器部分(4)中的每个冷凝器部分布置在所述平面基板(2)的周边。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个弯曲段(8)中的每个弯曲段布置在所述平面基板(2)的冷凝器部分(4)处。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个弯曲段(8)的至少一部分布置在所述平面基板(2)的所述蒸发器部分(3)处，所述蒸发器部分(3)与所述热源(1)热连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述多个平行布置的线形段(7)包括平行于第一轴线(104)布置的多个第一线形段(71)和平行于第二轴线(105)布置的多个第二线形段(72)，所述第一轴线(104)和所述第二轴线(105)布置成在同一平面中围成一定的角度，优选地围成直角；
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述全弯管(81)的至少一部分布置为所述平面基板(2)的所述蒸发器部分(3)。
10.一种用于散热的设备，其特征在于，所述设备包括：
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述多个基板(2)中的至少一个是根据权利要求1至9中任一项所述的平面基板(2)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述多个基板(2)中的至少一个布置为冷凝器基板(24)，所述冷凝器基板(24)没有蒸发器部分(3)，也不与任何热源(1)直接热连接。
13.根据权利要求...
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